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行星探索靠誰?昆蟲機器人可能最好使

2020-06-10 09:24:09  來源:知否

昆蟲群式的自主機器人群可能會在未來的行星探測中扮演關鍵角色,可能會比單一的大型探測器更好使。

人類在準備發射一輛汽車大小的六輪機器人探測車去探索火星,而未來的行星探索和科學任務則可能會使用要小得多的硬件——例如,可能會用一群昆蟲大小的機器人,它們被設計成能夠自動相互協同運作。

許多不同的機構和公司正在研發類似昆蟲群的機器人。加州州立大學北嶺分校的一位研究員最近還收到了來自美國國防部的一筆不小的資助,該筆經費專門用來開發自主式機器人群,用于外層空間應用,以及用于地球上的采礦、工業與搜索和救援用途。

這項53.9萬美元的資助被授予加州州立大學北嶺分校機械工程教授Nhut Ho,他還領導著美國宇航局(NASA)旗下的STEAMH自主技術研究中心(該中心專注于科學、技術、創業、藝術、數學和人文學術界之間的合作研究,因此簡稱為“STEAMH”)。該項研究的目標是,打造出一群機器人,它們基本上可以被投放到惡劣的未知環境當中,然后在沒有任何額外輸入的情況下自主想出辦法來完成特定的任務。

最終,這樣的機器人群將能夠解決復雜的問題來應對挑戰,包括將自己組織成不同規模的群體來對手頭的任務進行分工,也包括應對意外狀況,如因為冗余和重新利用而損失群體中的個體成員。

測試該系統的一種途徑是,提供給美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)的合作團隊使用,讓該團隊尋求找到自動導航和測繪地下環境的最佳解決方案。

至于為什么要考慮這種方法,使用一群小型探測器相比使用一個單一的大型探測器有很多潛在的好處。從基本層面來看,這種方法存在內部冗余,讓任務執行有更多的容錯空間——如果像美國宇航局的Perseverance這樣的火星探測器出現致命的問題,那么任務基本上就完蛋了,而機器人群中失去單個成員則不影響整個任務繼續執行。此外,機器人群可以自我組合成獨立的子單位,更快速地覆蓋更多的地面,同時完成多個目標,而大型的探測器則可能需要按順序來一一處理任務。

CSUN正在與包括英特爾在內的眾多合作伙伴展開該機器人群項目。類昆蟲機器人真正“踏”上那顆紅色星球可能尚需時日,但國防部此次資助,充分表明巨大的、財力雄厚的公共部門對這類項目有著強烈的興趣,也愿意給予強有力的支持。

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